Computational Fluid Dynamics

دسترسی آزاد مقاله

1 - آنالیز حساسیت ویژگی‏های ساختاری برعملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه‌ای با ‌تهویه طبیعی در ‌اقلیم گرم و خشک ایران (شهر تهران)
فریال سادات سیادتی ریما فیاض نیلوفر نیکقدم

10.30495/hoviatshahr.2022.63836.12114

نمای دوپوسته یک عنصر معماری جذاب از نظر بصری است. فرایندهای فیزیکی در نمای دوپوسته پویا و در برهم‌کنش مداوم با یکدیگر هستند و به ویژگی‌های هندسی و حرارتی عناصر مختلف نما بستگی دارند. متغیرهای مستقل موثر در عملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه‌ای باتهویه طبیعی، شامل عمق حفره، چکیده کامل

نمای دوپوسته یک عنصر معماری جذاب از نظر بصری است. فرایندهای فیزیکی در نمای دوپوسته پویا و در برهم‌کنش مداوم با یکدیگر هستند و به ویژگی‌های هندسی و حرارتی عناصر مختلف نما بستگی دارند. متغیرهای مستقل موثر در عملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه‌ای باتهویه طبیعی، شامل عمق حفره، سطح مقطع دریچه ها، جنس، موقعیت و زاویه سایه‌بان و جنس شیشه‌ها و متغیر‌های وابسته شامل، دمای شیشه داخلی، سرعت جریان هوا و شار گرمایی عبوری ازشیشه داخلی است. هدف این مقاله، تعیین میزان تاثیر هر کدام از متغیرهای مستقل بر عملکرد حرارتی نمای دوپوسته جعبه‌ای دارای تهویه طبیعی در فصل تابستان است. برای تحلیل رفتار حرارتی نما، شبیه سازی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت انجام شد. نتایج نشان داد، استفاده یاعدم استفاده ازسایه بان، بیشترین تاثیر رادر تغییرات دما (تا3.7%) و شار گرمایی عبوری ازشیشه داخلی (تا%61) و سطح مقطع دریچه‌ها، بیشترین تأثیر را بر سرعت جریان هوا درحفره میانی (تا115%) دارند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

2 - Modeling Airflow in Urban Form against Sand Accumulation: a Case of Saltation in the Town of Timimoun in Southern Algeria
Djamel Mestoul Rafik Bensalem Luc Adolphe

In our present research, we focus on the modeling of airflow related to natural disasters, such assand accumulation, with urban form studies. The objective is to find which urban form can promote sand passing andreduce as much as possible stagnation of sand in the build چکیده کامل

In our present research, we focus on the modeling of airflow related to natural disasters, such assand accumulation, with urban form studies. The objective is to find which urban form can promote sand passing andreduce as much as possible stagnation of sand in the building area (streets, alleys, etc.). The urban form design will bediscussed through the simulation of airflow by using Computational Fluid Dynamics (CFD). In terms of simulation,we simulated the airflow behavior, which is responsible of sand stagnation in some specific configurations. A flatground was chosen with a first configuration, which was varied to test each time a current airflow behavior in thisconfiguration. This modeling is made possible following an appropriate turbulence model. In this study, a correlationwas made between urban wind speed and morphological parameters such as aspect ratio, building geometry andbuilding density. According to our theoretical references, this correlation shows that urban wind speed can help reducesand stagnation with proper values of these parameters. Therefore, through the urban form study we can promote windspeed and blow away the accumulated sand till the urban limits. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

3 - بهبود راندمان یک سیکلون گازی در شرایط کاری دما-بالا با استفاده از هندسه مناسب گرداب یاب
اکبر جعفرنژاد حسام الدین سالاریان سعید خردمند جهانفر خالقی نیا

زمينه و هدف: سیکلون ها به طور گسترده در کنترل آلودگی هوا وظیفه جداسازی مخلوط گاز ذره را به عهده دارند و در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. از مزایای این دستگاه در صنایع مختلف سادگی نسبی ساخت آن، هزینه عملیاتی پایین و سازگاری با شرایط دشوار صنعتی می باشد. امروزه جداسازه چکیده کامل

زمينه و هدف: سیکلون ها به طور گسترده در کنترل آلودگی هوا وظیفه جداسازی مخلوط گاز ذره را به عهده دارند و در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. از مزایای این دستگاه در صنایع مختلف سادگی نسبی ساخت آن، هزینه عملیاتی پایین و سازگاری با شرایط دشوار صنعتی می باشد. امروزه جداسازهای سیکلونی به یکی از مهمترین دستگاه های حذف ذرات در زمینه های علمی و مهندسی تبدیل شده است. با توجه به کاربرد وسیع سیکلون ها در فرایند های صنعتی به ویژه نیروگاه های حرارتی، بررسی عملکرد سیکلون ها در درجه حرارت های بالا از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد. در این مطالعه شبیه سازی جریان دوفازی درون سیکلون با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی به صورت سه بعدی انجام خواهد گرفت تا در محدوده وسیع دمایی عملکرد سیکلون مورد بررسی دقیق قرار بگیرد و در نهایت مشکل افت عملکرد آن با استفاده از طراحی مناسب هندسه گرداب یاب به طور قابل ملاحظه ای حل خواهد شد. روش بررسی : در این مطالعه، تأثیر دمای ورودی بر میدان جریان و عملکرد جداسازی یک سیکلون به طور جامع با استفاده از شبیه سازی CFD مورد بررسی قرار گرفته است. رویکرد اویلر-لاگرانژی برای شبیه سازی جریان هوا و دینامیک ذرات در سیکلون استفاده شده است. علاوه بر این، در این مطالعه چهار هندسه گرداب یاب پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته و به منظور ارزیابی چگونگی تأثیر گرداب یاب بر عملکرد سیکلون تحت یک طیف وسیعی از دما (293 K-700 K) با هندسه پایه مقایسه گردیده است. اعتبار مدل عددی با مقایسه افت فشار پیش بینی شده با داده های تجربی مرجع و نتایج عددی مرجع که در آن تطابق خوبی وجود داشته، تأیید گردیده است. يافته ها: نتایج نشان داده است که افزایش دمای ورودی به میزان قابل توجهی سرعت مماسی را کاهش داده و منجر به کاهش شدید راندمان جداسازی سیکلون شده است. تمامی گرداب یاب های ارائه شده بر الگوی جریان درون سیکلون در همه دماهای ورودی تأثیر گذاشته اند. نتایج شبیه سازی نشان داده است که بالاترین سرعت مماسی مشاهده شده در سیکلون با CVF 1 بوده که همچنین بر راندمان جداسازی مربوطه تأثیر مثبتی گذاشته است. همچنین، ثابت شده است که سیکلون پیشنهادی با CVF 1 قادر به جمع آوری ذرات ریزتر (2 میکرومتر) در دمای ورودی بالا (T = 700 K) بوده است. بحث و نتيجه گيری: در مطالعه حاضر ضمن بررسی عملکرد سیکلون با استفاده از دیدگاه اویلری-لاگرانژی به صورت سه بعدی در یک محدوده دمایی وسیع، راهکاری مناسب جهت بهبود راندمان و حل مشکل افت راندمان در دماهای بالا ارائه شده است. با تغییر مناسب ابعاد و هندسه گرداب یاب، می توان جریان در فضای پیش جدایش را به خوبی کنترل کرد تا راندمان جداسازی ذرات را بهبود بخشید. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

4 - تأثیر استفاده از یک مانع ایرفویل شکل بر افزایش کارایی یک توربین بادی محور عمودی ساونیوس
کیهان لایقمند نیما غیاثی طبری مهران زرکش

10.30495/jest.2022.55788.5179

زمینه و هدف: افزایش روز افزون جمعیت نیاز به توسعه پایدار انرژی را روز به روز بیشتر می کند. همچنین افزایش سطح گازهای گلخانه ای و کاهش سطح ذخایر انرژی فسیلی، مراکز تحقیقاتی دنیا را به سمت انرژی های تجدیدپذیر معطوف کرده است. در میان انرژی های تجدیدپذیر، انرژی باد یکی از مط چکیده کامل

زمینه و هدف: افزایش روز افزون جمعیت نیاز به توسعه پایدار انرژی را روز به روز بیشتر می کند. همچنین افزایش سطح گازهای گلخانه ای و کاهش سطح ذخایر انرژی فسیلی، مراکز تحقیقاتی دنیا را به سمت انرژی های تجدیدپذیر معطوف کرده است. در میان انرژی های تجدیدپذیر، انرژی باد یکی از مطرح ترین گونه های انرژی های تجدیدپذیر می باشد. در این مطالعه با استفاده از مانع ایرفویل شکل راندمان توربین بادی ساونیوس به طور قابل توجهی افزایش یافته است. این افزایش راندمان به صورت ارتقای قابلیت شروع بکار خودکار توربین بادی ساونیوس و کاهش گشتاور منفی ایجاد شده توسط پره برگشتی انجام شده است. روش بررسی :پیکربندی های مختلف سیستم منحرف کننده (مانع) پیشنهاد شده با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) به صورت عددی بررسی شده است. شبیه سازی سه بعدی ناپایا معادلات ناویر-استوکس متوسط گیری شده رینولدز (URANS) همراه با مدل توربولانسی SST k-ω انجام شده و با داده های تجربی موجود اعتبارسنجی گردیده است. یافته ها: نتایج پیش بینی شده نشان می دهد که عملکرد روتور ساونیوس بسیار به موقعیت و زاویه مانع بستگی دارد. بنابراین، مقادیر موقعیت و زاویه مناسب برای به دست آوردن بالاترین ضرایب گشتاور و توان وجود داشته است. استفاده از مانع مطلوب ایرفویل شکل، به طور قابل توجهی مقادیر ضریب گشتاور ایستاتیکی را در تمام محدوده زاویه ای خصوصاً در زاویه چرخش بین 0 تا 30 درجه و 150 درجه تا 180 درجه افزایش می دهد. با پوشش صحیح پره برگشتی با استفاده از مانع ایرفویل شکل، مقادیر ضریب گشتاور استاتیکی تا 2 برابر بیشتر از مقدار تولید شده در حالت بدون مانع افزایش می یابد. بحث و نتیجه گیری: توربین ساونیوس از راندمان پایینی برخوردار است. بنابراین، مطالعه حاضر با ارائه یک سیستم بهبود دهنده منحرف کننده (مانع) منجر به تولید توان و ضرایب گشتاور بالاتر می شود که در نهایت باعث ایجاد راندمان بالاتر و قابلیت شروع به کار خودکار بهتر می شود. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

5 - شبیه سازی آیرودینامیکی کشتی کانتینربر و محاسبه تاثیر چیدمان بار بر کاهش مصرف سوخت
حامد مجیدیان فرهود آذرسینا

10.22034/jest.2018.13257

زمینه و هدف: موقعیت کشور ایران در منطقه مناسب جغرافیایی، دارا بودن مرزهای گسترده دریایی و همچنین وجود خطوط ترانزیتی گسترده کالا موجب شده است اغلب تجارت کالا به وسیله کشتی صورت می گیرد. همواره یکی از بحث های گسترده در زمینه حمل و نقل دریایی میزان سوخت مصرفی می باشد. در ا چکیده کامل

زمینه و هدف: موقعیت کشور ایران در منطقه مناسب جغرافیایی، دارا بودن مرزهای گسترده دریایی و همچنین وجود خطوط ترانزیتی گسترده کالا موجب شده است اغلب تجارت کالا به وسیله کشتی صورت می گیرد. همواره یکی از بحث های گسترده در زمینه حمل و نقل دریایی میزان سوخت مصرفی می باشد. در این پژوهش بر آنیم تا با مدلسازی چندنمونه جانمایی کانتینر در سرعت یکسان به مدلی بهینه از جانمایی کانتینر بر روی عرشه بپردازیم. روش بررسی: در این مقاله با استفاده از نرم افزار انسیس سی اف ایکس یک شناور پست پاناماکس کانتینربر به ظرفیت 9000 TEU با چیدمان های مختلف کانتینر روی عرشه با نسبت 4/1 مدل سازی و شبکه بندی شده، سپس جریان باد حول آن در چیدمان های مختلف کانتینر شبیه سازی شده است. یافته‌ها: نتایج تحقیق نشان می دهد که شکل جانمایی کانتینرها بر روی عرشه بر مقاومت بادکشتی تاثیرگذار است و نتایج شبیه سازی عددی تطبیق مناسب با آزمایش های تجربی دارد. در ادامه تاثیر چیدمان کانتینر بر کاهش مصرف سوخت و آلاینده ها محاسبه شده است. بحث و نتیجه‌گیری: توصیه می شود که برای کاهش نیروی درگ و در نتیجه کاهش مصرف سوخت و صدور آلاینده ها زیست محیطی در بارچینی کشتی های کانتینری از خالی گذاشتن و چیدمان نامتوازن کانتینرها روی عرشه پرهیز شود. همچنین، چیدمان کانتینرها چه در عرشه جلویی و چه در عرشه عقبی به حالت خط جریان سازی شده نزدیک تر گردد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

6 - طراحی و تحلیل عددی پروانه جلوبرنده شناور لایروب خزر
احد عابدینی سهیل اسدی

در این مقاله با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی که از زیر مجموعه‌های روش سطح پاسخ است به طراحی بهینه هندسه پروانه جلوبرنده برای شناور لایروب خزر پرداخته شده است. پروانه طراحی شده از نوع پروانه‌های سری استاندارد بی وگنینگن می‌باشد. برای بررسی صحت عملکرد و همچنین بررسی عد چکیده کامل

در این مقاله با استفاده از روش طراحی مرکب مرکزی که از زیر مجموعه‌های روش سطح پاسخ است به طراحی بهینه هندسه پروانه جلوبرنده برای شناور لایروب خزر پرداخته شده است. پروانه طراحی شده از نوع پروانه‌های سری استاندارد بی وگنینگن می‌باشد. برای بررسی صحت عملکرد و همچنین بررسی عدم وقوع کاویتاسیون بر روی پروانه طراحی شده با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی ، مدلسازی عددی شده و پارامترهای عملکردی حاصله از حل عددی با مقادیرشان در سری بی وگنینگن مقایسه شده است. نتایج نشان از توانایی روش سطح پاسخ در یافتن هندسه بهینه پروانه برای شناور لایروب خزر دارد. همچنین این روش تأثیر تغییر پارامترهای هندسی پروانه بر راندمان پروانه را نشان داده و در فهم عملکرد پروانه به طراح کمک می‌نماید. حل عددی جریان سیال ، عدم وقوع کاویتاسیون در پروانه نهایی طراحی شده برای شناور لایروب خزر را به اثبات رساند. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

7 - Evaluating the Efficiency of Different Cover Forms of the Large Spans in Flowers and Plant Exhibitions Based on the Natural Ventilation Vystem in a Moderate and Humid Climate
Alireza Soltanzadeh Katayoun Taghizadeh Jamshid Emami

Deciding the roof type with a large ventilation spans for uses in the flower and plant exhibitions that can operate beyond the exhibition space functions as it can provide a desirable climate for the growth of its plants, it can be designed and enhanced according to the چکیده کامل

Deciding the roof type with a large ventilation spans for uses in the flower and plant exhibitions that can operate beyond the exhibition space functions as it can provide a desirable climate for the growth of its plants, it can be designed and enhanced according to the geographical site of it. Deciding and designing the roof form can prevent dissipations in energy and assets and develops a construction with high efficiency together with low costs of maintenance, only if it is done in an intelligent way. The independent variables in this research are the climate conditions, and form of the structure is considered as the intervening variables together with factors like the internal air current and sub climates and the levels of thermal comfort for individual occupants as the dependent variables. The aim of conducting this master thesis which is considered as an interdisciplinary research, is to reach for proper patterns in covering the ventilators in greenhouses with large spans by using the climate information of the north-Iran region. The main question of this research is the most efficient roof form in regard to natural ventilation in mild and humid climate condition? Research method the study is modeling and computer simulation in a way that they are evaluated with the prevalent forms of exhibitions and greenhouses with large vents in the terms of the external wind flow impacts and natural ventilation in their interior and analyzed by employing Computational Fluid Dynamics (CFD) and moving particle semi-implicit (MPS) simulation. Results indicate that form of a building has an obvious impact on the internal airflow and the curved forms have a better impact on the internal circulation of air. As an instance, in the convex geometries, the airflow speed rate drops in the center of the construction while in the concave geometries it is quite the opposite as the speed is reduced around the sidewalls of the construction and the thermal comfort becomes a different point along with natural ventilation. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

8 - Effects of Tool Tilt Angle and Plunge Depth on Properties of Polycarbonate FSW Joint
Hamidreza Mohammadi Kuhbanani Hesameddin Yasemi Hamed Aghajani Derazkola

In the present article, the effects of friction stir welding (FSW) tool plunge depth (TPD) and tool tiltangle (TTA) were investigated on the heat generation and the material flow during solid-statejoining of polycarbonate (PC) sheet experimentally and simulated with com چکیده کامل

In the present article, the effects of friction stir welding (FSW) tool plunge depth (TPD) and tool tiltangle (TTA) were investigated on the heat generation and the material flow during solid-statejoining of polycarbonate (PC) sheet experimentally and simulated with computational fluiddynamics (CFD) method. Simulation results showed that increasing heat input (higher TTA andlower TPD) could increase the size of the stir zone. Results indicate that control of TPD and TTAcan improve the material flow near the top surface. The temperature field in the friction stir weldingof PC was anti symmetric to the welding line. Due to the results, the heat generation andtemperature distribution at the advancing side were more than the retreating side in all jointconditions. According to selected parameters, a strong sample was produced at 1.2 TPD and 2.5oTTA. This sample had 92% PC tensile strength, 89% PC flexural strength, and 86% of impactenergy. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

9 - بررسی انتشار نیتروژن اکسید در یک دیگ بخار بازیافت گرمایی با دینامیک سیالات محاسباتی
عباس خوشحال حمید یزدانی

در این پژوهش، انتشار نیتروژن اکسید (NO) در یک دیگ بخار بازیافت گرمایی (HRSG) با دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شد. مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری شده در دیگ بخار HRSG با داده‌های به‌دست آمده از مدل‌سازی، تطابق خوبی بین این مقادیر را نشان داد. این تطابق بیانگر آن بود چکیده کامل

در این پژوهش، انتشار نیتروژن اکسید (NO) در یک دیگ بخار بازیافت گرمایی (HRSG) با دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شد. مقایسه بین مقادیر اندازه‌گیری شده در دیگ بخار HRSG با داده‌های به‌دست آمده از مدل‌سازی، تطابق خوبی بین این مقادیر را نشان داد. این تطابق بیانگر آن بود که مدل‌های مورداستفاده در سوختن و تولید NO برای پیش‌بینی ویژگی‌های جریان، سوختن و انتشار NO در دیگ بخار مناسب هستند. نتایج مدل‌سازی نشان داد که تولید NO به‌طور کامل به جریان سیال، توزیع دما و غلظت اکسیژن حساس است. همچنین، اثر نسبت اکی‌والان در دبی ثابت هوا بر دمای شعله و تولید NO بررسی شد. نتایج نشان داد که با افزایش نسبت اکی‌والان در شرایط کم سوخت، دمای شعله در دیگ بخار افزایش‌یافته و مقدار بیشتری NO تولید شد. با این حال در شرایط پرسوخت، افزایش نسبت اکی‌والان در دبی ثابت هوا، سبب کاهش دمای شعله و تولید NO شد. بیش‌ترین مقدار دمای شعله و NO تولیدی در شرایط استوکیومتری مشاهده شد. پرونده مقاله

دسترسی آزاد مقاله

10 - Heat transfer Simulation of solar wall phase chang materials (PCM) for energy storage and optimization
Ali Akbar Hosseinjani

phase change materials have a high capacity in thermal energy storage, these materials can be used to prevent the heat transfer into the building besides optimize and improve the performance of the refrigeration and air conditioning system. Adding phase change materials چکیده کامل

phase change materials have a high capacity in thermal energy storage, these materials can be used to prevent the heat transfer into the building besides optimize and improve the performance of the refrigeration and air conditioning system. Adding phase change materials (PCM) to the building can improve the inside comfort temperature and save consumption energy of the building. In this article the parameters that affect the performance of PCM in the building walls, such as phase change temperature, latent heat, thickness, thermal conductivity, etc., have been investigated using ANSYS software. the numerical simulation of thermal energy storage in the solar walls of the building have investigated using phase change materials in different thicknesses with different heat flux rates. This wall is designed to capture the sun energy during the day, reducing energy consumption and optimizing it during peak times. پرونده مقاله

فهرست مقالات Computational Fluid Dynamics

سکوی نشر دانش

پیوندهای سایت

مراکز مرتبط

پشتیبانی

صفحات رسمی